體外膈神經(jīng)電刺激對腦卒中患者呼吸功能的影響

朱成杰，李恩鳳，劉倩蕓，王 駿

(江蘇省無錫市第九人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，江蘇 無錫214062)

腦卒中是目前全球排名第二的死亡原因及首要致殘因素，約80%幸存者伴有不同類型的后遺癥，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，約41%腦卒中患者患側(cè)膈肌運(yùn)動(dòng)幅度明顯下降，進(jìn)而嚴(yán)重影響呼吸功能[1]，阻礙患者康復(fù)進(jìn)程，影響預(yù)后[2]。體外膈神經(jīng)電刺激對膈神經(jīng)進(jìn)行精準(zhǔn)電刺激，達(dá)到調(diào)節(jié)膈肌收縮節(jié)律、改善膈肌功能的效果[3]。近年來體外膈神經(jīng)電刺激逐漸被應(yīng)用于慢性阻塞性肺疾病、脊髓損傷、頑固性呃逆、慢性心力衰竭、睡眠障礙等疾患康復(fù)中。本文采用隨機(jī)對照試驗(yàn)的方法對體外膈神經(jīng)電刺激干預(yù)卒中患者呼吸功能的效果進(jìn)行評估，以評估該技術(shù)有效性。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2020年8月至2021年5月無錫市第九人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院的腦卒中恢復(fù)期患者50例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～80歲；②首次發(fā)生腦卒中，且診斷符合《中國腦血管疾病分類2015》關(guān)于腦卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，并經(jīng)頭顱CT或者M(jìn)RI確診；③非急性發(fā)作期，病程2～12周；④意識清晰，生命體征平穩(wěn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他神經(jīng)系統(tǒng)疾患；②并發(fā)肺炎、心臟疾患、肝腎功能不全、腫瘤等情況；③存在非腦卒中所致的呼吸功能障礙；④合并膈神經(jīng)電刺激禁忌證如佩戴心臟起搏器；⑤認(rèn)知功能障礙或精神障礙，配合度欠佳；⑥因嚴(yán)重面癱致呼吸功能評估無法完成。采用隨機(jī)數(shù)字表法分為干預(yù)組和對照組各25例。兩組患者的性別、年齡、病程、腦卒中性質(zhì)等一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。所有患者均知情同意并簽署知情同意書。本研究經(jīng)無錫市第九人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)。

表1兩組患者一般資料比較

1.2 方法

1.2.1治療方法 兩組患者均接受基礎(chǔ)藥物治療和常規(guī)綜合康復(fù)，常規(guī)綜合康復(fù)包括物理因子治療、偏癱肢體綜合訓(xùn)練、作業(yè)療法、吞咽言語治療、膈肌功能訓(xùn)練及呼吸控制訓(xùn)練等。每次60 min，每天1次，每周6天，共4周。干預(yù)組在基礎(chǔ)藥物治療、常規(guī)綜合康復(fù)基礎(chǔ)上加用體外膈肌起搏器(廣州雪利昂生物科技有限公司)。治療時(shí)囑患者放松，取舒適半臥位，頭略微后仰，充分暴露胸鎖乳突肌。用75%酒精棉球清潔電極處皮膚，待皮膚干燥后，將小電極片置于兩側(cè)胸鎖乳突肌外緣下1/3處，大電極片置于鎖骨中線與第二肋間相交處胸大肌表面。脈沖頻率40 Hz，刺激頻率9次/分鐘，每次治療30 min，刺激強(qiáng)度以患者能耐受且舒適為宜，每天1次，每周6天，共4周。分別于治療前、治療4周后，由同一名對分組、治療均不知情的康復(fù)醫(yī)生對測定兩組膈肌功能、肺通氣功能和呼吸肌力量。

1.2.2膈肌功能測定 選用B型超聲儀(GE-E9，美國)對受試者的膈肌功能進(jìn)行檢查。受試者采取仰臥位，自主呼吸，評估者將超聲探頭置于受試者右側(cè)肋緣下的右腋前線和右鎖骨中線的中點(diǎn)處，觀察膈肌位置，即一條弧形的強(qiáng)回聲帶。評估者微調(diào)超聲探頭，選取膈肌最佳顯影切面，切換至M型超聲，同時(shí)使M線與膈肌相垂直，囑患者呼吸，正常情況下，吸氣時(shí)，膈肌下移靠近探頭，呼氣時(shí)，膈肌上抬遠(yuǎn)離探頭，測量膈肌上下移動(dòng)時(shí)最低點(diǎn)與最高點(diǎn)間垂直距離，即為膈肌移動(dòng)度，測量5個(gè)呼吸循環(huán)的值，取其平均值。評估者采用上述方式分別測量平靜呼吸位(Δm)、最大吸氣位膈肌移動(dòng)度(ΔM)。

1.2.3肺通氣功能測定 采用X1便攜式肺功能檢測儀(廈門賽客醫(yī)療器械有限公司)評估肺通氣功能?；颊呷“察o坐位，夾好鼻夾以防止鼻腔漏氣，囑患者咬住吹嘴，深吸氣后以最快的速度將肺內(nèi)氣體吹盡，重復(fù)3次，取其平均值，記錄用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼氣容積(FEV1)、峰值呼氣流速(PEF)。

1.2.4呼吸肌肌力測定 采用X1便攜式肺功能檢測儀(廈門賽客醫(yī)療器械有限公司)評估患者呼吸肌肌力。囑患者最大深吸氣后快速用力呼氣，重復(fù)3次，取其平均值，記錄最大呼氣壓(MEP)。另囑患者最大呼氣后快速用力深吸氣，重復(fù)3次，取其平均值，記錄最大吸氣壓(MIP)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0版統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)數(shù)資料采用頻數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的采用秩和檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組膈肌功能比較治療4周后，兩組患者的膈肌活動(dòng)度均顯著提高，且干預(yù)組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組患者治療前后膈肌活動(dòng)度比較 (mm)

2.2 兩組肺通氣功能比較治療4周后，兩組患者的FVC、FEV1和PEF均顯著提高，且干預(yù)組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組患者治療后肺通氣功能比較

2.3 兩組呼吸肌肌力比較治療4周后，兩組患者的MEP和MIP均顯著提高，且干預(yù)組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 兩組患者治療前后呼吸肌肌力比較 (mmH2O)

3 討論

腦卒中是臨床常見腦血管病，發(fā)病率、致殘率均較高，預(yù)計(jì)至2040年將增至8400萬。除運(yùn)動(dòng)、感覺及言語功能障礙外，患者常伴呼吸功能障礙，可表現(xiàn)為呼吸表淺，吸氣、呼氣無力，咳嗽、咳痰功能減退，肺部感染發(fā)生率高。相關(guān)研究表明，卒中后患者的呼吸肌肌力僅有同族、同齡、同性別正常人群的50%左右，其中以膈肌收縮無力表現(xiàn)最為明顯[5～7]。腦卒中后膈肌收縮功能障礙的發(fā)生機(jī)制包括：①腦卒中患者大多合并營養(yǎng)不良、血流動(dòng)力學(xué)紊亂、電解質(zhì)紊亂、低氧血癥等諸多并發(fā)癥，進(jìn)而影響膈肌血液、營養(yǎng)的供給，引發(fā)膈肌功能障礙；②部分腦卒中患者的呼吸由呼吸機(jī)輔助提供，膈肌處于去負(fù)荷狀態(tài)，易發(fā)生廢用性萎縮。

體外膈神經(jīng)電刺激是一種被動(dòng)呼吸肌鍛煉方式，采用低頻脈沖電刺激膈神經(jīng)，具體可產(chǎn)生兩種效應(yīng)。離心性膈神經(jīng)興奮：電刺激膈神經(jīng)，興奮運(yùn)動(dòng)纖維，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，向下行傳至神經(jīng)末梢，經(jīng)電-化學(xué)-電的傳遞，直接興奮膈肌，增強(qiáng)膈肌收縮力，增大吸氣動(dòng)作，使膈肌下移，擴(kuò)大胸廓容量，增加潮氣量，進(jìn)而提高氧分壓，主要表現(xiàn)為深吸氣。向心性膈神經(jīng)興奮：電刺激膈神經(jīng)，同時(shí)興奮感覺纖維，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，向上傳導(dǎo)至脊髓，興奮呼氣中樞，抑制吸氣中樞，促使吸氣向呼氣轉(zhuǎn)變，增加吸氣、呼氣交替轉(zhuǎn)換頻率，促進(jìn)二氧化碳排出，降低二氧化碳分壓，減少殘氣量，主要表現(xiàn)為增加補(bǔ)呼氣量。同時(shí)有研究表明長期膈神經(jīng)電刺激改善膈肌血液供應(yīng)，增加紅肌纖維數(shù)量，增強(qiáng)膈肌的肌肉力量及肌耐力[8]。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單側(cè)膈神經(jīng)電刺激時(shí)，可于對側(cè)腦皮質(zhì)層S1區(qū)觀察到誘發(fā)電位，說明膈神經(jīng)電刺激可興奮皮質(zhì)呼吸中樞[9]。

本項(xiàng)研究表明，治療4周后兩組患者膈肌活動(dòng)度、FVC、FEV1、PEF、MEP、及MIP值均較治療前提高，且干預(yù)組各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于對照組，說明體外膈神經(jīng)電刺激可增加膈肌移動(dòng)量，提升膈肌力量，增強(qiáng)膈肌控制力，改善肺通氣功能，與劉超等研究結(jié)果基本一致[10～13]?？紤]可能的機(jī)制為對膈神經(jīng)加以外周電刺激，將神經(jīng)沖動(dòng)傳至呼吸調(diào)控通道的上行及下行傳導(dǎo)通路，調(diào)整膈肌收縮強(qiáng)度，并促使膈肌運(yùn)動(dòng)節(jié)律趨向正常。另外，體外膈神經(jīng)電刺激可改善卒中患者癱瘓側(cè)膈肌功能，進(jìn)而增加其在呼吸活動(dòng)過程中的參與度，抑制輔助呼吸肌過度參與，糾正異常呼吸模式，并通過增加膈肌移動(dòng)度，擴(kuò)大胸廓容量。同時(shí)，因?yàn)殡跫≡谄届o呼吸運(yùn)動(dòng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，為呼吸運(yùn)動(dòng)提供最主要?jiǎng)恿?，在呼吸做功中承?dān)60%～70%的工作，故膈肌收縮力改善可直接提高最大呼氣壓及最大吸氣壓。

綜上所述，膈神經(jīng)電刺激可改善膈肌功能及肺通氣功能，提高呼吸肌肌力，促進(jìn)呼吸功能恢復(fù)。但本研究樣本量偏小，且干預(yù)時(shí)間偏短，僅為4周，同時(shí)缺乏隨訪，膈神經(jīng)電刺激的長期療效不確定。此外，精準(zhǔn)的呼吸評估需要患者正確使用呼吸評估方式，但腦卒中患者多伴有中樞性面癱，存在口角歪斜、漏氣等情況，可能會(huì)影響呼吸功能測試結(jié)果準(zhǔn)確性。在后續(xù)研究中我們將在擴(kuò)大樣本量的基礎(chǔ)上，延長觀察時(shí)間，增加隨訪，以期得到更為準(zhǔn)確的觀察效果。